11.2.10 Bestimmung des Elastizitätsmoduls von Beton unter Druckbelastung

Der Elastizitätsmodul (E-Modul) beschreibt den Widerstand des Betons gegenüber einer elastischen Verformung. Die Ermittlung des E-Moduls ist in DIN EN 12390-13 geregelt und dort als „Sekantenmodul“ bezeichnet. Dabei werden Probekörper axial druckbelastet (bis max. ein Drittel der Betondruckfestigkeit fc) und die auftretenden Spannungen und Dehnungen aufgezeichnet.

Zur Bestimmung des E-Moduls sind in DIN EN 12390-13 zwei Verfahren beschrieben.

  • Verfahren A: 3 Vorbelastungszyklen zur Überprüfung des Versuchaufbaus und 3 Belastungszyklen. Bestimmung des anfänglichen E-Moduls EC,0 und des stabilisierten E-Moduls EC,S
  • Verfahren B: Bestimmung des stabilisierten E-Moduls EC,S in 3 Belastungszyklen. Überprüfung des Versuchaufbaus erfolgt innerhalb der Belastungszyklen durch Vergleich der Dehnungen

Das Verfahren B ermöglicht die Bestimmung des E-Moduls in Analogie zur bisher gültigen DIN 1048-5

Formelzeichen nach DIN EN 12390-13

Zeichen

Definition

EC,0

anfänglicher E-Modul [MPa] oder [N/mm2]

EC,S

stabilisierter E-Modul [MPa] oder [N/mm2]

fc

Druckfestigkeit [MPa] oder [N/mm2]

ɛa

Dehnung bei oberer Prüfspannung [-]

ɛb

Dehnung bei unterer Prüfspannung [-]

Ϭa

Nennwert der oberen Prüfspannung [MPa] - ein Drittel der zu erwartenden Druckfestigkeit fc/3

Ϭb

Nennwert der unteren Prüfspannung [MPa] - frei wählbarer Wert zwischen 10% und 20% von fc

Ϭp

Nennwert der Vorbelastungsspannung [MPa] - frei wählbarer Wert zwischen 0,5 MPa und Ϭb

 

  Verfahren A Verfahren B
Bestimmter Kennwert

anfänglicher E-Modul EC,0

stabilisierter E-Modul EC,S		 stabilisierter E-Modul EC,S
Prüfkörperabmessungen 1) bevorzugt Zylinder mit d/h =150/300 mm
Lagerung der Prüfkörper 2) nach DIN EN 12390-2 einschl. A20
Prüfalter keine Vorgaben
Bestimmung der Druckfestigkeit fc vor Durchführung der E-Modulprüfung

nach DIN EN 12390-3
≥ 1 Probekörper 2)
Be-/Entlastungsgeschwindigkeit 0,4 bis 0,8 MPa/s
Vorbelastungszyklen Anzahl Zyklen 3 -
Vorbelastungsspannung 0,5 MPa ≤ Ϭp ≤ 0,20 fc
Untere Prüfspannung 0,10 fc ≤ Ϭb ≤ 0,20 fc
Halteplateau ≤ 20 s jeweils bei Erreichen der Ober- bzw. Unterspannung
Belastungszyklen Anzahl Zyklen 3
Untere Prüfspannung 0,10 fc ≤ Ϭb ≤ 0,20 fc 0,10 fc ≤ Ϭb ≤ 0,20 fc
Obere Prüfspannung Ϭb = fc /3
Halteplateau ≤ 20 s jeweils bei Erreichen der Ober- bzw. Unterspannung
Berechnung des E-Moduls

EC,0  = (Ϭam - Ϭbm) /
(ɛa,1 - ɛb,0)

EC,S  = (Ϭam - Ϭbm) /
(ɛa,3 - ɛb,2)

EC,S  = (Ϭam - Ϭpm) /
(ɛa,3 - ɛb,2)
Bestimmung der Druckfestigkeit fc nach Durchführung der E-Modulprüfung
  • nach DIN EN 12390-3 am Probekörper, an dem der E-Modul bestimmt wurde
  • Abweichungen > 20 % von der eingangs bestimmten Druckfestigkeit fc sind im Prüfprotokoll zu vermerken

1) Auch andere Abmessungen sowie prismatische Probekörper sind möglich sofern d (Durchmesser oder Breite) ≥3,5 Dmax und das Verhältnis der Probekörperlänge L zum Maß d im Bereich von L/d≤ 4 liegt.

2) Probekörper sollen hinsichtlich Art, Maß, Herstellung und Nachbehandlung den Proben für die E-Modulprüfung entsprechen.